Изучение и создание селекционного материала овса (Аvenа L.) в условиях г. Красноуфимска

VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Изучение и создание селекционного материала овса (Аvenа L.) в условиях г. Красноуфимска

Илюшкина  А.В. 1
1Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования «Станция юных натуралистов»
Серебренникова  Н.А. 1
1Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования «Станция юных натуралистов»
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Аннотация

Предлагается исследовательский проект, в котором приведены результаты изучение и создание селекционного материала овса в условиях Красноуфимского селекцентра Уральского НИИСХ.

Рассматривается проведение гибридизации овса.

Выявлено, что число опыленных цветков составило 3067шт. и получено 607 завязавшихся гибридных зерен, при этом процент удачи составил – 8,8%.

1.Введение

1.1. Постановка проблемы

Овес – одна из злаковых культур, значение и ис­пользование которой весьма многогранно. Его зерно отличается повышенной питательностью, содержа­нием белка, незаменимых аминокислот, витаминов и жира. Несмотря на это, только 9…12 % валового сбора овса расходуется на продовольственные цели [18]. В основном его зерно используют в качестве корма для домашних животных. Агротехническая ценность этой культуры заключается в повышенной сопротивляемо­сти посевов корневым гнилям, то есть овес – отличный фитосанитар [25].

В зоне Урала доля овса в структуре посевных пло­щадей зерновых и зернобобовых культур составляет 15…20 %. Включенные в Госреестр селекционных достижений сорта овса наряду с комплексом хозяй­ственно-ценных признаков, отличаются такими недо­статками, как склонность к полеганию и поражению болезнями, низкое содержание белка и мелкозерность, отдельные из них характеризуются недостаточной за­сухоустойчивостью. Поэтому изучение и создание исходного материала овса, является актуальной темой в зоне рискованного земледелия. В связи с изложенным цель наших исследований

1.2. Цель: Создать новый селекционный материал овса, привлекая в гибридизацию, чтобы получить продуктивный средне- и раннеспелые устойчивые к полеганию и болезням сорта овса для нечерноземной зоны Уральского региона.

1.3. Задачи

- Проанализировать сортообразцы овса, в коллекционном питомнике,

- Выделить источники по показателям масса 1000 зерен, озерненность метелки, полегаемость, поражаемость корончатой ржавчиности.

- Изучить сопряженность основных урожайных и качественных показателей сортообразцов овса.

- Подобрать сортообразцы овса, сочетающие высокую урожайность с основными показателями качества зерна.

- Создать новый исходный материал, привлекая в гибридизацию выделенные сортообразцы

1.4. Описание объекта и предмета исследования

Объект исследования Сортообразцы овса в питомнике гибридизации

Предмет исследования Гибридизация овса для получения нового селекционного материала

1.5. Обоснование темы Основным методом селекции овса является внутривидовая гибридизация [10,16]. Она позволяет объединить в одном генотипе признаки, которыми располагают исходные родительские формы. Наряду с простыми скрещиваниями широко применяем сложно-ступенчатые. В настоящее время большинство зарубежных и отечественных селекционеров используют именно этот тип скрещиваний [2,4,8,23,24]. Урожайность зерна с единицы площади определяется числом продуктивных стеблей и массой зерна с одного стебля. Полевая всхожесть, весенне-летняя выживаемость, элементы адаптивности растения и метелки детерминируются количественными (полимерными) генами. Генетический контроль количественных признаков у зерновых культур, в том числе и овса, определяется аддитивно-доминантной, аддитивно-доминантно эпистатической системой генов. В генетическом контроле элементов продуктивности растения и метелки, основная роль принадлежит аддитивному эффекту генов. Поэтому при подборе родительских пар стараемся, чтобы оба компонента скрещивания характеризовались высокой урожайностью зерна, причем один из них являлся лучшим местным селекционным или районированным сортом. Работу с гибридами проводим методом массовых популяций. К F5 оставляем только выравненные, высокоурожайные, среднеранние, устойчивые к полеганию и болезням перспективные комбинации, что увеличивает вероятность отбора родоначальников с комплексом хозяйственно-ценных признаков. В.Г. Манзюк, М.Н. Лукьяненко [12], изучая эффективность отбора овса из ранних поколений F2 – F3, пришли к выводу, что предпочтение нужно отдавать методу пересевов и отбор производить с более поздних поколений F5-F7. В их исследованиях метод педигри и пересева привел к одинаковым результатам при меньших затратах труда при последнем методе.В дальнейшем схема селекционного процесса общепринятая СП-1, СП-2, СП-3, КП и КСИ.

Ученые Красноуфимского селекцентра Уральского НИИСХ работают над созданием новых сортов овса универсального направления. В настоящее время у них проходят конкурсные испытания, размножение новых сортов и перспективных линии. Меня заинтересовал процесс выведения новых гибридов и линий овса. Совместно с учеными лаборатории овса Красноуфимской селекционной станции проводили гибридизацию овса. Опыт, проводиться для того, чтобы поучаствовать в создании новых гибридов овса.

2.Теоретическая часть

2.1 Литературный обзор

Овес - одна из зерновых культур, использование и значение которой весьма многогранно. Зерно овса отличается питательностью, повышенным содержанием белка, незаменимых аминокислот, витаминов и жира, что обусловливает его ценные пищевые и кормовые свойства.

В Нечерноземной зоне Урала (Свердловская область, Пермский край, Удмуртия) овес в структуре посевных площадей занимает 15-20% посева зерновых и зернобобовых культур. В реестр к использованию в этой зоне включены следующие сорта: Улов, Спринт 2, Стайер, Аргамак, Кречет, Тифон, Дэнс, Мегион, Конкур,Кентер, Яков, Першерон, Владыкаи сорта универсального использования Памяти Балавина, Универсал 1, Льговский 82, Уралец, Стиплер, Сапсан. Наряду с комплексом хозяйственно-ценных признаков они имеют и ряд существенных недостатков, таких как склонность к полеганию и поражению болезнями, низкое содержание белка, недостаточная засухоустойчивость, мелкозерность и позднеспелость у некоторых сортов.

В связи с этим создание продуктивных, скороспелых и среднеспелых, устойчивых к полеганию, болезням сортов овса с улучшенными кормовыми свойствами является актуальной задачей для селекционеров Нечерноземной зоны Урала. Вновь создаваемые среднеранние сорта овса должны иметь высокую урожайность (потенциал урожайности до 6,0 т/га), с уровнем белка 12-13%, низкую пленчатость, крупное зерно с массой 1000 зерен 38-45 г, устойчивость к полеганию и болезням, высокую экологическую пластичность [18].Сорта укосно-зернового (универсального) использования кроме того должны иметь высокую облиственность и повышенный выход сухого вещества.

Овес является одной из наиболее важных зерновых культур России. Основные посевы сосредоточены в Сибирском, Приволжском и Центральном Федеральных округах. Значительные площади овса имеются в республике Башкортостан и Алтайском крае. В Свердловской области площади посева овса в 2016 году составили 50,4 тыс. га. В последние годы в России наблюдается тенденция сокращения посевных площадей овса (с 9,1 млн. га в 1990 году до 2,98 млн. га в 2017 г.) [25].

Хотелось бы обратить внимание на необходимость возделывания данной культуры и многогранность ее использования. Как ценная кормовая и зернофуражная культура овес используется в виде целого или дробленого зерна, муки, отрубей, возделывается на зеленый корм, сено, силос, из овса готовят травяную муку, брикеты, гранулы как в чистом виде, так и в смеси с бобовыми культурами. На 100 кг сухого вещества зерна приходится 114 кормовых единиц, 8,9 кг переваримого протеина; на 100 кг зеленой массы - 73 кормовых единицы и 6,9 кг переваримого протеина [13]. Широко используется солома овса. Она служит кормом для жвачных животных, прекрасный подстилочный материал, запахивание соломы способствует возврату питательных веществ в почву.

При большом количестве осадков и продолжительном теплом периоде овес способен давать высокие урожаи зеленой массы и при 3-х кратном стравливании хорошо отрастает [15].Ценное свойство овса - повышенная сопротивляемость посевов корневым гнилям, то есть овес - отличный фитосанитар [16].Зерно является ценным сырьем для изготовления различных видов крупы – недробленой, резаной, плющенной, шлифованной номерной, овсяных хлопьев, а также муки, толокна, кондитерских изделий, производства детского и диетического питания. Его используют для получения спирта, главным образом в смеси с другими злаками или картофелем. Ценность овса и продуктов его переработки на пищевые и кормовые цели связана с особенностями биохимического состава зерна. [1].

Овес – один из основных источников зернового протеина в кормовом балансе. По сравнению с другими зернофуражными культурами, зерно овса характеризуется многими ценными свойствами: повышенным содержанием белка, ряда незаменимых аминокислот, особенно лизина, богатым составом витаминов, минеральных веществ и жира [20].

Овес относится к влаголюбивым культурам. Для формирования высокого урожая ему необходима оптимальная влагообеспеченность во все периоды роста и развития. На содержание 1 кг сухой массы овес потребляет около 500 л воды, в то время как яровая пшеница и ячмень 350-400 л [16]. Пленчатое зерно требует больше влаги для прорастания, чем семена других культур. Овес чувствителен к засухе в период кущение - выход в трубку, но особенно губителен для овса недостаток почвенной влаги в период трубкование - выметывание, когда формируются генеративные органы. Это так называемый критический период развития овса. Сухая погода в это время снижает озерненность метелки и урожайность овса. В фазе цветения овес чувствителен к атмосферной засухе, повышенная температура и низкая влажность воздуха и почвы приводит к беззернице, вследствие стерильности цветков. Засуха в период формирования и налива приводит к образованию мелкого с высокой пленчатостью зерна [2,17].

По отношению к теплу овес относительно нетребовательная культура. Семена начинают прорастать при температуре 2-3°С, но наиболее благоприятная температура для появления всходов и прохождения фазы кущения -15-18°С. Формирование генеративных органов начинается при 10-12°С, оптимальная температура 20-23°С. Повышение температуры (30°С и более) в период цветения и формирования зерна отрицательно влияют на урожайность. Под влиянием высоких температур и сухости воздуха нарушается функционирование устьиц листа. Для полного цикла развития овсу требуется сумма активных температур (выше 10°С), для раннеспелых сортов 1000 - 1500°С, для среднеспелых 1350-1650°С, позднеспелых 1500-1800°С [15].

По отношению к почве овес менее требователен, чем пшеница и ячмень, что объясняется хорошо развитой корневой системой. Корневая система овса имеет высокую усвояющую способность, в то же время она очень чувствительна к нарушению водного баланса. Овес лучше других зерновых культур произрастает на кислых почвах. Однако при возделывании овса на кислых почвах (рН - 4,0-4,5) урожайность овса снижается на 40-50% [8].

Создание устойчивых к болезням и вредителям сортов является, важным условием повышения стабильности урожая, позволит повысить рентабельность производства растительной продукции [3,7,9].

2.2.Гипотеза: мы предполагаем, что получим новые гибриды овса с высокой урожайностью, наилучшими качественными показателями, устойчивые к влиянию биотических и абиотических стрессов.

3. Основная часть

3.1.Характеристика объектов исследования

Овес (Avenal) – однолетнее растение семейства Мятликовых. Наряду с широко распространенным овсом посевным (Avena Sativa), имеющим пленчатое зерно, возделывается и овес голозерный (Avenanuda) – зерно без пленки.

Морфологические особенности

Корень овса мочковатый, мощный. Уже в фазе 2-х – 3-х листочков проникает на глубину 70-80 см, а в период созревания зерна – на 1,5-2 м.

Стебель овса – соломина. Она состоит из 4-5 междоузлий, разделенных 3-4 узлами, от которых отходят листья. Верхний конец соломины заканчивается метелкой, несущей зерно.

Листья линейные, состоящие из листового влагалища и листовой пластинки. Листовая пластинка голая. В месте перехода листового влагалища в листовую пластинку имеется развитый язычок (лигула), зубчатый по краю. Язычок защищает внутренние части от воды и инородных тел.

Соцветие метелка, состоящая из главного стержня и боковых веточек. Ветви ее собраны в мутовки по 5-7 штук. Выделяется два типа метелок: сжатая или одногривая и раскидистая – имеет боковые ответвления, обращенные в разные стороны. На концах разветвлений метелки расположены колоски, окруженные двумя колосковыми чешуями, покрывающими цветки, помещенные на короткой оси. Строение цветка овса, как у других зерновых культур. Он имеет нижнюю и верхнюю цветковые чешуи, одностержневой перистый столбик, три тычинки. Цветы обоеполые, двух-многоцветковые. Цветковые чешуи имеют форму лодочки с заостренными концами. Колосковые чешуи длиннее, чем цветковые.

Плод овса – зерновка продолговатая или веретеновидная, с глубокой бороздкой, по всей поверхности покрыта волосками, на верхушке они образуют хохолок.

3.2.Характеристика испытуемых сортов

Универсал 1 – разновидность мутика. Сорт универсального использования (зерно, зеленый корм, фураж, сенаж, сено, силос), высокорослый, высоко облиственный, устойчивость к полеганию средняя. Вегетационный период 75 -98 дней, сорт среднепоздний. Потенциальная урожайность зеленой массы35-45 т/га, зерна 5-6т/га. Во влажные годы может давать два укоса зеленой массы, а отросшая отава может использоваться для выпаса скота. Содержание белка в зерне11-13%, пленчатость 24-26%. Зерно средней крупности, масса 1000 зерен 35-42г.Урожайность зерна в конкурсном испытании Красноуфимскогоселекцентра за последние 9 лет составила 3,85 т/га, на сортоучастках Свердловской области за 2007-2009 гг. – 4,72 т/га. Максимальная урожайность зерна 7,22 т/га

Памяти Балавина – разновидность мутика. Сорт универсального использования, высокорослый, высокооблиственный, отличается дружным созреванием, среднеспелый, созревает быстрее сорта Универсал 1 на 3-4 дня, устойчив к пыльной головне.

В конкурсном испытании в 2001-2006 гг. при урожайности 41 ц/га превысил Универсал 1 на 2,8 ц/га. Урожайность вегетативной массы составила 326 ц/га (в 2004 году 290 ц/га), что выше, чем у Универсала 1 на 36 ц/га. В благоприятные по увлажнению годы превышение достигает до 60 ц/га. Сорт крупнозёрный, масса 1000 зерен 40-48 г, что выше, чем уУниверсал 1, на 2-3 г, пленчатость 21-25%, ниже стандарта на 1-3%. Содержание белка 17,5-20,0%.

Уралец –разновидность мутика. Сорт универсального использования находится на государственном испытании с 2014года и размножении. Растения высокорослые, имеют длинные широкие листья. Стебель прочный, толстый, облиственный. Метелка полусжатая, равносторонняя. Зерно средней крупности, удлиненной формы. В сухие годы на некоторых растениях отмечается наличие небольшой ости на зерновках в нижней части метелки. Сорт приспособлен к погодным условиям Среднего Урала, устойчив к засухе, осыпанию, среднеспелый. Вегетационный период 67-96 дней. Урожайность зеленой массы в среднем (2010-2012 гг.) составила 32,9 т/га, превысив Универсал 1 на 1,5 т/га, в 2011 году оптимальным увлажнением – 50,6 т/га. Урожайность зерна за этот период 4,30 т/га, что выше на 0,34 т/га Универсала. По сравнению с Универсалом 1 имеет меньший процент содержания пленок в зерне.

Масса 1000 зерен 37,5-43,8 г,

Покров – разновидность мутика. Сорт универсального использования. Находится на государственном испытании с 2015 года и размножении.

Растения высокорослые (в благоприятные годы до 120-135 см). Стебель прочный, толстый, облиственный, имеет широкие, длинные листья. Метелка полусжатая, равносторонняя. Зерно крупное, удлиненной формы. В сухие годы проявляется остистость. Сорт среднеспелый, устойчив к засухе, осыпанию. Продолжительность вегетационного периода 80-98 суток. В годы с мощным развитием вегетативной массы склонен к полеганию, как и стандартный сорт Универсал 1. За годы конкурсного испытания (2009-2011 гг.) в Красноуфимском селекцентре урожайность зерна сорта Покров составила 4,87 т/га, зеленой массы 32,4 т/га. По данным экологического испытания сорта Покров в Приморском НИИСХ урожайность зерна 5,76 т/га, урожайность зеленой массы 43,1 т/га, что на 9,1 т/га выше стандартного сорта Солидор. ВКрасноуфимскомселекцентре у сорта Покров масса 1000 зерен 45,1 г, что выше на 3,7 г, чем у сорта Универсал 1.

Сапсан - Краткое описание результата: Сорт среднеранний, урожайный по зерну (до 9,1 т/га) и сухому веществу (9,64 т/га), адаптивный, с высоким качеством зерна (натура 593 г/л, пленчатость 24,2%, сырой протеин 13,62%, жира до 6,18%, выход ядра 68,2%, масса 1000 зерен 39,6-37,2 г), устойчив к полеганию и осыпанию, устойчив в полевых условиях к пыльной головне, корончатой и стеблевой ржавчинам, для производства зерна высокой энергетической ценности на фуражные и продовольственные цели, производства зеленой массы Разработчик: ГНУ Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока им. Н.В. РудницкогоРоссельхозакадемии.

Медведь - Создан тройной гибрид с использованием генисточников: голозерного Adam, пленчатых Rodney E и Улов. Второй цикл скрещиваний проведен в F 3 гибрида 29-99 (Adam х Rodney E) после скрининга на абсолютно пленчатых генотипах. Отбор элитных растений осуществлен в F 4, среди которых в СП II (F 6) выделена линия 194h06 - сорт Медведь. Новый сорт - среднего срока созревания, высокоурожайный по зерну (до 8,1 т/га) и сухому веществу (до 10,7 т/га), крупнозерный (масса 1000 зерен - 41,9г), слабовосприимчивый к пыльной головне на инфекционном фоне и устойчивый (поражение 0 %) на естественном.

Спринт 3 - Создан в Красноуфимском селекцентре ГНУ Уральский НИИСХ. Разновидность ауреа. Раннеспелый. Вегетационный период 60-85 суток. Созревает одновременно с Таежником, раньше Метиса, Астора в среднем на 3-5 суток. При испытании на сортоучастках Свердловской области в течении 1999-2001 гг. превысил Таежник на 0,50 т/га при средней урожайности стандарта 3,92 т/га. Максимальная урожайность 8,24 т/га получена в 2001 году на Богдановичском ГСУ. В сравнении с Таежником имеет короткий стебель. Устойчивость к полеганию 4,4 балла (за 1999-2001 г.г. испытания), что  выше на 0,4 балла Таежника и на 1,0 балла Метиса. Поражаемость болезнями на уровне районированных сортов, включенных в Госреестр по Свердловской области Среднеустойчив к пыльной головне, поражаемость корончатой ржавчиной выше среднего. Масса 1000 зерен 33-46 г в зависимости от погодных условий в период налива зерна. Содержание белка в зерне 12,5-13,5%, что выше на 0,5-1,0%, чем у Таежника и Метиса.

  Спринт 2 - Создан в Красноуфимском селекцентре ГНУ Уральский НИИСХ. Включен, начиная с 1999 года и по настоящее время, в Госреестр селекционных достижений по Волго-Вятскому и Уральскому регионам Р.Ф. Разновидность ауреа. Сорт среднеранний, созревает наравне с Таежником за 68-85 дней (в среднем за 77 дней), скороспелее Метиса на 2-4 дня, Универсала 1- на 3-6 дней. По данным Государственного испытания устойчивость к полеганию составила 4,4 балла, что на 1,0-1,5 балла превышает Таежник и Метис по этому показателю. Сорт крупнозерный, что позволяет отделять овсюг при сортировке. Масса 1000 зерен колеблется в зависимости от 38 до 46 г, что крупнее Таежника на 2 г, Метиса - на 3,7 г.

       Сорт относительно устойчив к местным расам корончатой ржавчины, средневосприимчив к патогенам пыльной головни на инфекционном фоне.

Стайер - Оригинатор - Красноуфимский селекционный центр Уральского НИИСХа. Сорт включен в Госреестр селекционных достижений РФ с 2010 года по Волго-Вятскому региону. Разновидность мутика. Среднеспелый, вегетационный период 68-85 дней. Сорт крупнозерный, масса 1000 зерен 40-52 г. Стайер приспособлен к погодным условиям Среднего Урала. Более устойчив к засухе, осыпанию и полеганию. Содержание белка в зерне 11-13%. Сорт относительно устойчив к местным расам корончатой ржавчины, средневосприимчив к пыльной головне.

  Урожайность зерна Стайера в конкурсном испытании в среднем за ряд лет (2000-2009 гг.) в конкурсном испытании 4,34 т/га, что выше Астора на 0,54 т/га, Метиса на 0,14 т/га, Спринта 2 на 0,34 т/га. Наибольшие показатели по урожайности зерна в конкурсном испытании овса в Красноуфимском селекцентре достигнуты в 2008 году. Урожайность  Стайера 5,92 т/га, превышение над Астором на 0,88 т/га, над Метисом на 0,29 т/га. По результатам Государственного испытания в Свердловской области (2007-2009 гг.) урожайность зерна Стайера составила 5,16 т/га, превысив Метис на 0,17 т/га, Спринт 2 на 0,26 т/га. Масса 1000 зерен 42,6 г, что больше  на 7,5 г, чем у Метиса и на 3,7 г, чем у Спринта 2. Максимальная урожайность 8,51 т/га зерна достигнута в 2009 г. на Богдановичском сортоучастке Свердловской области. В производственном испытании в КХ «Пчела» Тюменской области с площади 30 га получено 5,4 т/га зерна овса сорта Стайер.

Конкур - Высокопродуктивный крупнозерный сорт универсального направления, обеспечивает высокий урожай зеленой массы, превосходит по урожайности зеленой массы сорта Скакун, Мегион, Иртыш 22, устойчив к полеганию и осыпанию зерна. Патентообладатель: ФГБНУ «Московский НИИСХ «Немчиновка» и ФГБНУ «Ульяновский НИИСХ»

3.3. Методика и условия проведения исследований

Селекционные питомники по овсу высеваются в десятипольном селекционном севообороте. Почвы серые, темно-серые лесные. Предшественник – сидеральный пар. Обработка почвы общепринятая для Нечерноземной зоны Урала. Весной под культивацию вносятся сложные минеральные удобрения из расчета по 60 кг действующего вещества. Срок сева - ранний.

Селекционный питомник (повторность трехкратная), предварительное и конкурсное испытание (повторность четырехкратная) закладываются на делянках площадью 12 м2. Норма высева 600 зерен на 1 м2.

Во всех питомниках проводятся фенологические наблюдения: всходы, выметывание, восковая спелость.

Математическая обработка данных контрольном испытании проводится по Доспехову Б.А. [6]. На результаты полевых опытов существенное влияние оказывают метеорологические условия.

В отдельные годы они могут резко отличаться в сравнении, как с предыдущими годами, так и со средними многолетними данными. Именно поэтому изменения погоды в каждом вегетационном периоде оказывает решающее влияние на стабильность урожаев. Формирование вегетативной и зерновой продуктивности овса определяется главным образом тепло - и влагообеспеченностью растений в течение вегетационного периода.

2017 год отличался экстремальными погодными условиями, сложившимися в период вегетации всех сельскохозяйственных культур, в том числе и овса. В весенне-летний период от посева до уборки выпало 362,8 мм осадков, что составило 145,1 % от среднемноголетних показателей (таблица 1).

Среднесуточная температура воздуха в период вегетации растений овса от всходов до наступления восковой спелости составила 14,7С°, что на 0,6 С° ниже среднемноголетней.

Агрометеорологические факторы вегетационного периода 2017г

Таблица 1

№ п/п

Месяц

Декада

Осадки, мм

Среднесуточная температура воздуха, 0оС

Средняя

многолетняя

В текущем году

% от многолетней

Средняя многолетняя

В текущем году

+ Отклонение от многолетней

1

май

I

13

10,5

80,8

8,1

9,3

1,2

II

16

14,7

91,9

10,4

8,1

-2,3

III

21

21,0

100,0

12,6

9,3

-3,3

∑

50

46,2

92,4

10,5

8,9

-1,6

2

июнь

I

21

27,1

129,0

14,6

11,6

-3,0

II

25

42,1

168,4

15,9

16,3

0,4

III

25

50,7

202,8

17

15,9

-1,1

∑

71

119,9

168,9

15,8

14,6

-1,2

3

июль

I

24

76,3

317,9

17,1

15,9

-1,2

II

25

20,5

82,0

17,7

18,0

0,3

III

26

29,6

113,8

17,8

19,8

2,0

∑

75

126,4

168,5

17,6

17,9

0,3

4

август

I

19

43,4

228,4

16,8

17,9

1,1

II

19

17,1

90,0

15,7

14,4

-1,3

III

17

9,8

57,6

14,2

16,5

2,3

∑

55

70,3

127,8

15,5

16,3

0,8

В последние годы в связи с образованием опорного пункта ВИР в Красноуфимском селекцентре проводится размножение коллекционных образцов, подборку которых ведет заведующий отделом генетических ресурсов овса, ржи, ячменя И.Г. Лоскутов. При выборе образцов овса коллекции ВИР, которые необходимы в дальнейшей селекционной работе пользуемся каталогами и результатами исследований, обобщенными И.Г. Лоскутовым в монографии [11].

В 2017 году испытано 199 образцов овса из мировой коллекции ВИР различного эколого-географического происхождения.

Оценку проводили по следующим показателям: урожайность зерна, выживаемость растений к уборке, продуктивная кустистость, масса зерна с метелки и ее озерненность, масса зерна и соломы с единицы площади, процентное содержание белка, масса 1000 зерен, пленчатость, продолжительность вегетационного периода, устойчивость к основным болезням: пыльной головне на инфекционном фоне и корончатой ржавчине в полевых условиях.

Присланные из ВНИИР коллекционные образцы были пересеяны в 2017 году на делянках площадью 2м2. Выделившиеся по ряду хозяйственно-ценных признаков образцы коллекции ВИР представлены в таблице 2

Большой практический интерес для селекции в условиях Среднего Урала представляют скороспелые образцы. Большинство из них являются сортами Ленинградской, Ульяновской областей, норвежской и словакской селекции. Короткий вегетационный период продолжительностью менее 88 суток имеют сортообразцы: Zvolen (Словакия), Пеленг (Ленинградская область), КСИ 542/05 (Ульяновская область), Naga, GN 08033 (Норвегия). Они превысили по продуктивности стандартный сорт Спринт 2 на 9,0-20,7%, урожайность зерна которого составила 709 г/м2.

Наибольшее число зерен (61,6-70,0) в метелке имели сортообразцы: КСИ 542/05 (Ульяновская обл.), Саnyon (Германия), Adamo (Нидерланды), Skrzat, Farys (Польша), CN 08033 (Норвегия).

Из образцов, имеющих меньшую длину стебля 100-110 см (52,6-62,5 см) и полевую устойчивость к полеганию, следует отметить Skrzat (Польша), GN 08033 (Норвегия), Galaxy, KWSContender (Германия).

Результаты изучения коллекционных образцов в опорном пункте ВИРа, 2017 г.

Таблица 2

№

ката-лога

Страна, край,

область

Название

Вегетационный период, суток

Продуктив-ность

Поражаемость корончатой ржавчиной (естественные условия), %

Масса 1000 зерен, г

Озерненность метелки, шт.

Высота растений, см

Полегаемость, балл

г/м2

в % к Спринту 2
 

Свердловская

область

Спринт 2

88

709

-

25

43,6

47,8

111,0

3,7

14362

Нидерланды

Adamo

92

900

126,9

25

40,0

61,6

120,0

3

15135

Словакия

Zvolen

83

775

109,3

25

38,0

43,5

110,0

3

15333

Ульяновская

область

КСИ 542/05

87

773

109,0

10

40,0

63,6

130,0

4

15313

Ленинградская

область

Пенал

90

795

112,1

45

38,0

38,8

112,0

4

15320

Ленинградская

область

Bипен

90

808

114,0

25

40,0

38,0

105,0

4

15294

Польша

Skrzat

94

785

110,7

25

36,0

66,6

110,0

5

15292

Польша

Farys

90

828

116,8

10

38,0

70,0

105,0

4

15322

Ленинградская

область

Пеленг

87

774

109,2

45

38,0

52,6

120,0

4
 

Ульяновская

область

Рысак

91

785

110,7

25

40,0

45,2

115,0

3

15301

Канада

CDC Dancer

90

835

117,8

10

44,0

44,2

110,0

4

15335

Новосибирская

область

CИГ

92

746

105,2

10

40,0

42,6

110,0

3

15338

Алтайский

край

Креол

92

858

106,9

25

39,0

48,2

115,0

5

15340

Омская

область

Уран

91

808

114,0

10

44,0

36,6

120,0

3

15352

Норвегия

Naga

88

856

120,7

25

37,0

39,2

100,0

5

15355

Норвегия

GN 08033

88

855

120,6

25

37,0

53,8

103,0

5

15374

Германия

Galaxy

90

896

126,4

25

41,0

52,2

100,0

5

15376

Германия

KWS

Contender

90

908

128,1

25

47,0

37,2

105,0

5

15377

Германия

Scorpion

89

867

122,3

10

43,0

50,2

110,0

3,5

15378

Германия

Typhoon

89

884

124,7

10

43,0

37,4

110,0

5

15379

Ульяновская

область

Чалый

92

848

119,6

5

44,0

45,0

110,0

2

15384

Украина

Закат

95

731

103,1

10

42,0

44,2

125,0

2

Относительную устойчивость к местным расам корончатой ржавчины в полевых условиях проявил сортообразец Чалый (Ульяновская область). Среди продуктивных устойчивых к полеганию привлекает внимание коллекционный образец KWS Сontender (Германия) с массой 1000 зерен 47,0 грамм.

У 21 сорта овса из изученной коллекции ВИРа урожайность зерна составила 731-908 г/м2 или на 3,1-28,1% выше, чем у стандартного сорта Спринт 2.

Из отечественных сортообразцов благоприятное сочетание продуктивности и крупнозерности отмечено у сортообразцов Уран (Омская область), Чалый (Ульяновская область).

В следующем году лучшие из изученных сортообразцов будут проверены на восприимчивость к пыльной головне на инфекционном поле.

Как видно из таблицы 3, подтвердили свое преимущество по комплексу хозяйственно-ценных признаков ранее изученные образцы из мировой коллекции ВИР – Expander, Revisor, Ralus, Jumbo, AC 21-004, Arnold (Германия), CXD-c/73-58-c (Мексика), Gem (США), Zena (Норвегия), Sv 74463, Yty (Швеция), Juuka(Финляндия), Lorens, TripleGrown № 141-1 Сovereseed (Канада), Pi 177825 (Турция), UlanBaika (Польша), Пегас, Корифей (Алтайский край), Верный (Адыгея), которые вовлечены в селекционный процесс в качестве родительских форм и вновь планируется привлечь их в скрещивание в других комбинациях.

Лучшие коллекционные образцы, 2017 г.

Таблица 3

№

ката-лога

Страна, край,

область

Название

Вегетационный период, суток

Продуктивность

Поражаемость корончатой ржавчиной (естественные условия)

Масса 1000 зерен, г

Озерненность метелки, шт.

Высота растений, см

Полегаемость, балл

г/м2

в % к Спринту 2
 

Свердловская область

Спринт 2

89

692

-

15

43

45,6

97

3,5
 

Свердловская область

Стайер

91

730

105,5

5

45

36,0

90

4

15113

Алтайский край

Корифей

93

776

112,1

25

40

48,8

125

2

15114

Алтайский край

Пегас

94

836

120,8

25

40

34,2

120

2

15122

Белоруссия

Факс

92

836

120,8

25

38

63,0

115

4

15028

Турция

PI 177825

88

764

110,4

25

38

58,8

100

3

15041

Финляндия

Juuka

87

782

113,0

25

37

64,4

120

3

14307

Канада

Lorens

90

785

113,4

10

40

42,0

110

4

13335

Мескика

CXO c/73-58-c

90

750

108,4

10

41

52,2

120

4

14274

Швеция

Yty

89

767

110,8

25

41

52,6

120

3

14180

Норвегия

Zena

91

795

114,9

60

38

66,0

115

2

14312

Словакия

Borol

91

774

111,8

25

41

48,8

115

2
 

ФРГ

Arnold

90

875

126,4

25

40

56,6

125

3

14201

Германия

A 3025

89

792

114,5

40

40

33,4

125

3

14282

Германия

Rabus

91

856

123,7

40

41

46,2

105

4,5

14016

Германия

AC 21-004

90

756

109,2

40

38

72,2

110

4

14702

Германия

Jumbo

91

779

112,6

60

38

37,8

120

3,5

14246

Нидерланды

Natra

90

888

128,3

40

41

49,8

120

3,5

14018

Польша

Ulan

91

799

115,5

40

40

48,8

135

2,5

14166

Австралия

Dolphin

92

839

121,2

25

40

74,8

120

4

14792

Польша

Baika

90

777

112,3

25

41

48,6

110

5

14799

США

Grеm

90

742

107,2

40

38

68,4

115

4

14907

Адыгея

Верный

91

776

112,1

10

40

44,0

110

4

14928

Германия

Revisor

92

781

112,9

10

42

39,0

100

5

14932

Чехия

Atego

91

787

113,7

10

38

49,2

100

5

14939

Канада

№0141-1

Covereseed

91

803

116,0

10

38

35,2

100

5

14951

Румыния

Местный

89

868

125,4

10

39

50,2

105

5

14963

Перу

Avena Z

92

789

114,0

5

38

40,4

105

5

14993

Канада

Triple Grown

91

836

120,8

5

38

35,4

105

5

12595

Чехия

3813/73

90

744

107,5

10

38

52,2

105

5

14365

Кемеровская область

Ровесник

90

818

118,2

5

44

57,0

125

5

14700

Германия

Expander

90

812

117,3

10

37

66,4

115

5

Методика исследования и проведения опыта 2018 год.

Изучив лучшие коллекционные образцы овса 2017 г. ученые Красноуфимского селекцентра провели отбор для гибридизации в 2018 году.

Изготовление изоляторов. Для овса, который опыляются ветром, применяют пергаментные изоляторы их сшивают. Это сшитая из пергамента трубочка, которая сверху прошита нитью, надевают на метелку и завязывают снизу нитью, предварительно поместив в месте завязывания вату, чтобы предотвратить проникновение под изолятор насекомых. Размеры изолятора зависят вот размера соцветия. На изоляторе простым карандашом пишут название материнской формы (ставят знак 0, дату кастрации и фамилию сотрудника, который выполнял эту операцию). Проведя опыление, на изоляторе пишут название мужской формы (ставят знак 0, дату опыления и фамилию исполнителя).

Гибридизация осуществлялась принудительным способом. Кастрируют метелки, в которых из слоеного влагалища появилось несколько колосков. Метелку осторожно вынимают из влагалища, оставляют 10—15 хороший развитых колосков, остальные срезают ножницами, а из оставленных колосков пинцетом удаляют второй и третий цветки. Из нижних (первых цветков удаляются зеленые тычинки) этот процесс называется кастрация. На метелку надевают изоляторы. Для проведения опыления изолятор снимают, после опыления его опять надевают и оставляют на метелке к уборке урожая. Цветки опыляют, когда их рыльца становятся перистыми, приблизительно через 3 сутки после кастрации (в холод ну погоду через 4—5, в жарку— 1—2 сутки). На рыльце кастрированного цветка переносят пинцетом 2—3 тычинки с пыльцой.В естественных условиях пыльца овса хранит жизнеспособность не больше 1 часа. Опыт проведен на поле в Красноуфимском селекцентре полевых условиях. В2018году скрещивания были вовлечены 25 комбинаций, участвовали зарубежные, отечественные сорта. Число опыленных цветков составило 3067, получено 607 завязавшихся гибридных зерен. Процент удачи – 8,8

Метеорологические наблюдения

Таблица 4

Месяцы

1-декада

2-декада

3-декада

Осадки

мм рт.ст.

t о С

Осадки

мм рт.ст.

t о С

Осадки

мм рт.ст.

t о С

Май

45,8

+100 С

50,9

+15,60 С

51,8

+13,40 С

Июнь

80,3

+10,10 С

79,5

+14,40 С

66,3

+22,80 С

Июль

65,0

+22,30 С

75,2

+220 С

55,1

+25,10 С

Август

40,8

+21,90 С

56,1

+16,60 С

44,6

+15,60 С

Сентябрь

47,8

+18,50 С

45,1

+15,50 С

47,8

+10,50 С

2018 год отличался экстремальными холодными погодными условиями в июне, что задержало цветение растений, поэтому гибридизация проводилась позже.

Гибридизация овса 2018 г.

Таблица 5

№

Комбинация

Дата кастрации

Дата опыления

Число опыленных цветков

Число завязавшихся зерен
 

15991 Aveny(Швеция) х Стайер

13.07

17.07

95

5
 

15414Ehostar (Германия)х Стайер

13.07

17.07

94

13
 

Атлет х15282 Боец(Тюменская область)

14.07

17.07

128

6
 

Атлет х 15377scarpion(Германия)

14.07

18.07

96

3
 

12 - 50 х Конкур

14.07

18.07

101

2
 

13-69 х Конкур

14.07

18.07

126

7
 

13- 137 х Конкур

14.07

18.07

139

5
 

08 – 09 х Конкур

14.07

18.07

152

10
 

Конкур х 15301 СДСDancer (Канада)

14.07

19.07

119

13
 

Стайер х 15301 СДСDancer (Канада)

14.07

19.07

150

57
 

13 -22 х Сатур

14.07

19.07

144

24
 

12 -50 х Сатур

14.07

19.07

121

50
 

12 – 11 х Тройка

15.07

19.07

106

36
 

Сатур х 08 -07

15.07

19.07

119

22
 

Сатур х Яков

15.07

19.07

131

23
 

15301 СДСDancer (Канада) х Яков

15.07

19.07

128

33
 

15991 Aveny(Швеция) х Яков

15.07

19.07

130

28
 

15414Ehostar (Германия)х12 - 50

16.07

19.07

115

14
 

0 – 00 – 28 х12 - 50

16.07

20.07

106

35
 

11 – 161 х Медведь

17.07

20.07

138

41
 

11 – 160 х Медведь

15.07

20.07

129

11
 

Память Балавина х 08 -86

16.07

20.07

127

11
 

98 – 35 х 12 -50

17.07

20.07

125

77
 

Яков х 07 - 96

16.07

20.07

133

46
 

Р -95 – 160 х 11- 161

16.07

20.07

115

35

итого

3067

607

% удачи

8.8

Из таблицы видно, наибольший результат завязываемости был получен вкомбинациях 98 – 35 х 12 -50, 12 -50 х Сатур, это, вероятно, свидетельствует о высокой эффективности использования в качестве материнских форм сортов 12 -50, обладающих крупными генеративными органами. А наименьший результат был получен у комбинации 12 - 50 х Конкур число опыленных составило 101, а число завязавших зерен 2шт.

Выводы

По результатам двухлетних испытаний, можно сделать следующие выводы:

-Проанализировали сортообразцы овса, в коллекционном питомнике,

-Выдели источники по показателям такие как масса 1000 зерен, озернённость метелки, полегаемость, поражаемость корончатой ржавчиности.

- Изучили сопряженность основных урожайных и качественных показателей сортообразцов овса.

- Подобрали сортообразцы овса, сочетающие высокую урожайность с основными показателями качества зерна.

- Получили новый исходный материал, привлекая гибридизацию выделенные сортообразцы

Заключение

Овес способен формировать ценную кормовую и продовольственную продукцию. Он имеет высокий биологический потенциал продуктивности, который может быть в полной мере реализован в природно-климатических условиях нечерноземной зоны Уральского региона. Эта культура способна покрыть нужды региона в фуражном зерне и обеспечить получение ценной диетической продукции. Селекционная работа по устранению недостатков, которыми обладают возделываемые сегодня в нашем регионе сорта, и получению сортов удовлетворяющих современным требованиям производства имеет непререкаемую актуальность.

Основным методом создания исходного материала для селекции овса является гибридизация. Однако на пути получения гибридов для изучения генетических особенностей культуры и создания новых сортов стоит серьезная проблема в виде низкой завязываемости семян при гибридизации. Решению этой проблемы было посвящено много работ ведущих селекционеров. Были достигнуты определенные успехи. Но все же имеется необходимость в дальнейшем изучении особенностей биологии цветения и причин низкой завязываемости гибридных зерен у овса для разработки методики скрещиваний, обеспечивающей получение достаточного для селекционных нужд количества гибридов. Сбор и обобщение литературных данных, а также собственные исследования, проведенные на первых этапах работы, позволили нам получить ценные сведения и наметить дальнейшие пути решения этой проблемы. Последующая работа позволит разработать эффективную методику скрещиваний. С использованием перспективных образцов, выделенных из мировой коллекции овса ВНИИР им. Н. И. Вавилова, эта методика обеспечит получение ценного селекционного материала, который станет основой для выведения новых сортов, в полной мере отвечающих требованиям современного производства и способствующих дальнейшей интенсификации сельскохозяйственной деятельности.

Список используемых источников литературы

Баталова Г.А. Овес в Волго-Вятском регионе. Киров, 2013. 288 с.

Баталова Г.А., Лысенкова Т.М., Васютин А.С. Овес. Технология возделывания и селекция. Киров, 2000. 206 с.

Бунак А.И. Селекция овса на Носовской селекционной – опытной станции // Генетические ресурсы овса, ржи, ячменя: труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. /СПБ: ВИР, 2013. Т. 171 С.236-239.

Васюкевич С.В., Смищук Н.Г., Гордиевских Т.И Эффективное использование коллекционных образцов в условиях Западной Сибири // Генетические ресурсы ржи, ячменя и овса: труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. / СПБ: ВИР, 2009. Т.165. С.191-194.

ГОСТ-10842-89, ГОСТ-12038-66, ГОСТ-12037-66, ГОСТ-13586-85, ГОСТ-10846-74, ГОСТ-10843-76.

Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., 1995. 351 с.

Кардашина В.Е., Николаева Л.С. Изучение коллекционных образцов овса в условиях Среднего Урала (Красноуфимский селекционный центр). Челябинск, 2016. Т.23, № 4, С.792-797.

Комарова Г.Н. Селекция овса в таежной зоне Западной Сибири. // Генетические ресурсы ржи, ячменя и овса: труды по прикладной ботанике, генетике и селекции / СПБ: ВИР, 2009. Т.165. С.203-207.

Котлярова И.А., Терещенко Г.А. Устойчивые сорта – защита от возбудителей болезней // Методы и технологии в селекции растений и растениеводстве. Киров, 2016. С.68-72.

Культурная флора. Т.2I, ч.3. / Н.А. Родионова, [и др.]-М: Колос, 1994. 367 с.

Лоскутов И.Г. Овес (AvenaL.). Распространение, систематика, эволюция и селекционная ценность. / СПБ: ГНЦ РФ ВИР. 2007. 336 с.

Манзюк В.Г., Лукьяненко Н.П., Барсуков П.Н. Вопросы методики селекции ячменя на продуктивность. // Межреспубликанский сб. Селекция и семеноводство выпуск 27-й, Киев, 1974, вып.27. С. 14-23.

Медведев П.Ф., Сметанников А.И. Кормовые растения европейской части СССР. Л.: Колос, 1981. 336 с.

Методические указания по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса. СПБ:ГНУ ВИР Россельхозакадемии 2012.63 с.

Митрофанов А.С., Митрофанова К.С. Овес. М.: Колос, 1972. 269 с.

Неттевич Э.Д., Лызлов Е.В., Сергеев А.В.Зерновые фуражные культуры. 2-е изд. доп. М.: Россельхозиздат, 1980. 235 с.

Николаева Л.С., Кардашина В.Е. Зерновая и кормовая продуктивность сортов овса универсального использования в зависимости от метеорологических факторов. Челябинск, 2017. Т.24, № 3, С.618-623.

Николаева Л.С., Кардашина В.Е. Овес яровой Атлет. Киров, 2016. С.97-100.

Поплавская Е.И. Сорт интенсивного типа. //Селекция и семеноводство. 1979. №2, С.36-37.

Сариев Б.С., Жундибаев, К.К., Абугалиева А.И. Селекция овса и качество зерна. // Генетические ресурсы, ржи, ячменя: труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. / СПБ:ВИР, 2013. Т.171. С.262-264.

Солдатов В.Н. Методы и исходный материал для селекции овса на иммунитет к болезням. // Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции. Вып.2 –й, Л., 1974. С.127-130.

Ушаков Г.И., Старостин М.Н. Яровой овес Таежник. // Селекция семеноводство. 1978, № 3, С. 31.

Фомина М.Н. Развитие селекции овса в Северном Зауралье с использованием генофонда мировой коллекции ВИР. // Генетические ресурсы ржи, ячменя и овса: труды по прикладной ботанике, генетике и селекции / СПБ: ВИР, 2009. Т.165. С.134-137.

Халецкий С.П. Использование генетических ресурсов в селекции овса в Беларусии.// Генетические ресурсы ржи, ячменя и овса: труды по прикладной ботанике, генетике и селекции / СПБ: ВИР, 2009. Т.165. С.126-130.

25. сайт: ИКАР: Площадь сева сельхозкультур в Российская Федерация в 2017 г. ikar.rucompanynews / 523 hrml.

Приложение

Коллекция Вир на станции юных натуралистов

Анализ снопового материала коллекции овса

Коллекционный питомник Вир Красноуфимского селекцентра

Селекционный питомник

Селекционный питомник

Сбор пыльцы для опыления

Гибридизация овса

Учет завязываемость гибридных зерновок

Просмотров работы: 846